Geri Dön

Millimeter wave/terahertz detection of target signatures with low infrared visibility

Kızılötesinde düşük görünürlüğe sahip hedef izlerinin milimetre dalga/terahertz tespiti

PDF İndir

  1. Tez No: 902023
  2. Yazar: BERAT AYTAÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN ALTAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 117

Özet

başarıyla kullanılmaktadır. Tespit bandındaki zayıf atmosfer koşulları ya da KÖ iz bastırma sistemlerinin kullanımı gibi birçok nedenden dolayı hedefler düşük KÖ ize sahip olabilir. Düşük KÖ görünürlüğüne sahip hedeflerin tespiti, hala ele alınması gereken bu alandaki en zorlu araştırma konularından biridir. Doğal bir çözüm, diğer spektral bölgelerde tespit yöntemleri geliştirmektir. KÖ ize sahip olan tüm nesnelerden Terahertz (THz) yayınımı beklendiği için THz bölgesi özel bir ilgi görmektedir. THz bölgesindeki hedeflerin tespit edilebilirliğini incelemek için önce farklı THz bantlarındaki atmosferik yayılım çalışılmıştır. Kamuya açık veri tabanları kullanılarak, düşük KÖ görünürlüğüne neden olan zayıf atmosfer koşulları altında, hedef tespitinin 500 m - 10 km mesafelerde düşük frekanslı THz bantlarında hala mümkün olduğu bulunmuştur. Bu frekanslarda THz tespiti zordur ve biri polarizasyona duyarlı diğeri duyarsız olmak üzere iki farklı tipteki dedektörün performansı bir siyah cisim kaynağı ile değerlendirilmiştir. Ölçümler, polarizasyona duyarsız THz tespit mekanizmalarının THz bandında ısıl yayılımı tespit etmek için üstün olduğunu göstermektedir. Bu ölçümler, yalnızca THz ısıl tespitinin son derece hassas özel THz dedektörleri kullanılarak zor olduğunu göstermekle kalmaz, aynı zamanda bir ısıl kaynaktan gelen THz yayılımının, orta ve uzun dalga boyu KÖ bölgelerinde çalışan son teknoloji KÖ kameralar kullanılarak tespit edilemediğini de göstermektedir. Bu problemi ele almak için, ilk kez THz ışımasının tutarsız tespitine özel olarak optimize edilen bir THz-KÖ yükseltici önerilmektedir. Çift polarize, çarpı şeklinde THz-KÖ çevirici birim hücre yapısına sahip bir metayüzey soğurucuya dayanan cihaz, THz ve KÖ bölgelerindeki tespitin avantajlarını birleştirmek üzere tasarlanmıştır. Tutarlı ve tutarsız kaynak aydınlatmaları altında, dikkate değer sıcaklık farkı değerleri hesaplanmıştır ve yaklaşık bir saniyelik tepki sürelerine sahip son teknoloji KÖ kameraların minimum çözülebilir sıcaklık farkı sınırının çok üzerinde olduğu bulunmuştur. Bu sonuçlar, zayıf atmosfer koşulları veya KÖ baskılaması altında hedef tespiti için çift polarize veya çok polarizasyonlu hassas bir metasurface THz soğurucu yapının, doğrudan KÖ tespit teknikleriyle ilgili zorlukların üstesinden gelebilecek önemli bir araç olabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Infrared target detection is crucial for search, track and security systems, and today, advanced infrared (IR) cameras in a wide product range are being used successfully in this field. Due to many reasons targets can have a low IR signature, whether it be poor atmospheric conditions in the detection band or the use of IR signature suppression systems. The detection of targets with low IR visibility is one of the most challenging research topics in this field that still needs to be addressed. A natural solution is to develop methods of detection in other spectral regions. Terahertz (THz) region is of special of interest since THz emission is expected from almost all objects who have an IR signature. In order to examine the detectability of targets in the THz region, first atmospheric propagation in different THz bands is studied. Using publicly available databases, it is found that under poor atmospheric conditions which cause low IR visibility, target detection is still possible in low frequency THz bands at distances 500 m – 10 km. THz detection at these frequencies is still a challenge and the performance of two different types of detectors, one polarization sensitive and the other insensitive are evaluated with a blackbody source. Measurements show that polarization insensitive THz detection mechanisms are superior for detecting thermal emission in the THz band. These measurements not only show that thermal detection of THz is difficult using highly sensitive specialized THz detectors they also show that the THz emission from a thermal source is not detectable using state of the art IR cameras working in the mid-wave IR and long wavelength-IR regions. To address this problem a THz to IR upconverter is proposed where for the first time the proposed device is specifically optimized for incoherent detection of THz radiation. The device based on a metasurface absorber with a dual polarized cross shaped THz to IR converter unit cell structure is designed to combine advantages of detection in the THz and IR regions. Under coherent and incoherent source illuminations, notable temperature difference values were calculated and found to be well above the limit of the minimum resolvable temperature difference of the state-of-art IR cameras with response times around one second. These results show that for target detection under poor atmospheric conditions or IR suppression a dual polarized or multi-polarization sensitive metasurface THz absorber structure can be a significant tool that can overcome the difficulties with direct IR detection techniques.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    625483

    Pasif ve aktif radar görüntülemede hedeflerin tespiti ve odaklanmasına yönelik yeni algoritmaların geliştirilmesi

    Development of new algorithms for detection and focus of targets in passive and active radar imaging

    HAKAN İŞIKER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMersin Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANER ÖZDEMİR

  2. Tez No

    355358

    Image reconstruction based on active scan techniques in the terahertz frequency range

    Aktif tarama teknikleri kullanarak terahertz frekans aralığında görüntü oluşturma

    VEDAT ALİ ÖZKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    DOÇ. DR. HAKAN ALTAN

    YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ÖZDEMİR

  3. Tez No

    476033

    Optical emission spectroscopic investigation of the millimeter/thz wave and magnetic field combined effect on the cold plasma abnormal region

    Anormal alan soğuk plazma üzerinde thz dalgası ve manyetik alan birleşiminin etkisi/ milimetrik optik emisyon spektroskopik araştırması

    ABDUSALAM ABDULMAJED ALBASHER FKEREEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ASAF BEHZAT ŞAHİN

  4. Tez No

    833637

    Terahertz stand-off imaging for security applications

    Güvenlik uygulamaları için terahertz uzaktan görüntüleme

    İHSAN OZAN YILDIRIM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN ALTAN

  5. Tez No

    574063

    Detecting microwave and millimeter wave/THz signals using AC driven glow discharge detectors

    AC tahrikli glow dıscharge detektörleri kullanarak mikrodalga ve milimetre dalga/THz sinyallerin belirlenmesi

    HUSSEIN SSALI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ASAF BEHZAT ŞAHİN

Geri Dön